光引發(fā)前線共聚合的研究.pdf

1、前線聚合(Frontal Polymerization，F(xiàn)P)是一種新型的聚合手段，具有反應(yīng)速度快、節(jié)能、少污染、過程的可控性較高等優(yōu)點(diǎn)。前線共聚合是得到梯度材料的有效方法，所謂梯度材料是指材料內(nèi)部的微觀要素在某特定方向呈連續(xù)的梯度變化，從而使材料的宏觀性能也在同一方向呈連續(xù)梯度變化的一種新型材料。在光學(xué)材料、生物醫(yī)學(xué)材料、化學(xué)工程材料、熱應(yīng)力緩和材料、電子材料、耐輻射材料等方面有較廣的應(yīng)用。本課題首次利用光漂白機(jī)理開展了光引發(fā)前線共聚

2、研究，獲得了具有梯度結(jié)構(gòu)特征的共聚材料，研究工作主要包括以下三個(gè)方面： 一是利用光引發(fā)前線聚合(Frontal PhotoPolymerization，F(xiàn)PP)的方法制備了單體單元組成和分子量具有梯度分布特征的共聚物材料；光引發(fā)前線聚合反應(yīng)在豎直放置的帶有硅橡膠管密封的玻璃管(內(nèi)徑φ7.0 mm)中進(jìn)行，隨光照時(shí)間延長，聚合前沿不斷推進(jìn)，改變光照時(shí)間將可以得到不同長度的聚合物棒，當(dāng)光照2小時(shí)，得到8至9cm長的棒狀甲基丙烯酸甲酯

3、(MMA)和丙烯酸丁酯(BA)共聚物樣品。 二是研究了光照時(shí)間、光引發(fā)劑的濃度、單體種類和配比對(duì)光引發(fā)前線聚合的影響；分別就MMA、Photomer 4035以及二者混合體系進(jìn)行了前線光聚合研究，研究發(fā)現(xiàn)，增加光照時(shí)間、增大光引發(fā)劑濃度、增加活潑多官能單體比例都有助于促進(jìn)聚合前線推進(jìn)，獲得較長共聚物棒。 三是通過紅外光譜(FTIR)、<'1>H核磁共振波譜(<'1>HNMR)、掃描電子顯微鏡(SEM)、熱重分析(TGA)

4、、凝膠滲透色譜(GPC)、熱電偶等分析表征手段對(duì)聚合物的成分、縱橫脆性斷裂截面的形貌、前線推進(jìn)的過程和共聚物的單體單元組成及分子量的梯度分布進(jìn)行了考察。發(fā)現(xiàn)了與熱前線聚合相似但又有區(qū)別的反應(yīng)現(xiàn)象及聚合物形貌，證明了共聚物的單體單元組成及分子量沿縱向的確存在梯度分布，由上層至下層MMA單體單元組成百分比逐漸降低，根據(jù)兩單體競聚率的關(guān)系，調(diào)整單體組成使其在最上層聚合物中的理論單體單元組成為1:1，逐層向下推進(jìn)的過程中，d[pba]與d[pm